CN107080918A - 模拟失重抗阻力锻炼平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种模拟失重抗阻力锻炼平台，包括阻力源、主支架、背部支撑、臀部支撑、踏板，所述阻力源末端设置阻力输出端，所述主支架上设置有一组导轨，所述导轨位于水平面内，所述背部支撑及臀部支撑均可在所述导轨上滑动，所述背部支撑及臀部支撑与所述主支架之间均设置有锁紧装置，所述踏板位于所述臀部支撑下方。本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，结构简单、操作方便，可充分模拟失重状态进行多种动作锻炼。

Description

模拟失重抗阻力锻炼平台
技术领域
本发明涉及一种体育锻炼平台，特别是涉及一种模拟失重抗阻力锻炼平台。
背景技术
太空失重环境中，长期飞行会使航天员产生骨丢失、下肢肌肉萎缩等失重生理效应，人是在地球重力环境中进化和生活的，人体各生理系统从形态、结构和功能上都已经适应了地球重力环境。一旦进入失重环境，人的生理系统将发生一系列的适应性变化，如心血管功能失调，肌肉萎缩和骨丢失等，严重影响了航天员在正常或应急进入其他星球或重返地球时的安全、健康和高效，必须要采取相应的防护措施。体育锻炼是一项非常重要的防护措施，主要包括跑台、自行车功量计、抗阻力锻炼等一系列防护措施。但在太空中应用必须先在地面进行充分研究，包括防护措施的操作使用性能和对人体的防护效果。地面由于重力无处不在，难以建立长时间的失重环境，因此要在地面开展研究，必须建立模拟失重抗阻力锻炼平台。
发明内容
本发明的目的是提供一种模拟失重抗阻力锻炼平台，以解决上述现有技术存在的问题，其结构简单、操作方便，可充分模拟失重状态进行多种动作锻炼。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种模拟失重抗阻力锻炼平台，包括阻力源、主支架、背部支撑、臀部支撑、踏板，所述阻力源末端设置阻力输出端，所述主支架上设置有一组导轨，所述导轨位于水平面内，所述背部支撑及臀部支撑均可在所述导轨上滑动，所述背部支撑及臀部支撑与所述主支架之间均设置有锁紧装置，所述踏板位于所述臀部支撑下方。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述阻力源包括阻力源支架及两组阻力施加装置，两组阻力施加装置分别设置于阻力源支架两侧，两组阻力施加装置结构相同，其中一组阻力施加装置包括钢丝绳、重块连接杆、重块调节插销、若干个重块及定滑轮，所述定滑轮固定于阻力源支架上，所述钢丝绳绕在所述定滑轮上，各所述重块上均开有插销孔，所述重块连接杆固定于所述钢丝绳末端，所述重块连接杆上沿长度方向依次开有若干个插销孔，所述若干个重块均套在所述重块连接杆上，并且各所述重块从上到下依次叠放，所述重块调节插销插在一个所述重块的插销孔及所述重块连接杆上的一个插销孔之间将一个所述重块与重块连接杆相连。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述阻力源支架上固定有两滑杆，所述两滑杆均垂直设置，并且所述两滑杆分别位于所述钢丝绳两侧，所述两滑杆底部均设置有径向凸台，各所述重块均套在所述两滑杆上。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述重块连接杆及两滑杆上还套有导向重块组件，所述导向重块组件上开有插销孔，导向重块组件上用于放置小配重。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述小配重套在所述滑杆上，并且所述小配重上开有与所述滑杆相匹配的缺口。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述脚踏板安装于所述阻力源支架上。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述小配重套在两所述滑杆上，并且所述小配重上开有与所述滑杆相匹配的缺口，所述脚踏板安装于所述阻力源支架上。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述阻力输出端为固定于两组所述阻力施加装置的钢丝绳末端的挂钩或所述阻力输出端为固定于两组所述阻力施加装置的钢丝绳末端的拉把或所述阻力输出端为固定于两组所述阻力施加装置的钢丝绳末端的推杆。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述阻力施加装置的钢丝绳末端连接于高度调节板上，所述阻力源支架上固定有高度调节滑轨，所述高度调节板可在所述高度调节滑轨上上下滑动，并且所述高度调节板与高度调节滑轨之间设置有顶紧螺钉。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述脚踏板表面可拆卸连接有脚踏管，所述脚踏板中部两侧均开有连接孔。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述背部支撑包括背部支撑活动板及背部支撑固定板，背部支撑活动板可相对所述背部支撑固定板转动，所述背部支撑活动板底面焊接固定有调节板，所述调节板上开有若干个调节孔，所述背部支撑固定板上靠近所述调节板的位置处开有插销孔。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台，其中，所述臀部支撑装置下方设置有平衡配重装置，所述平衡配重装置包括平衡配重支架、平衡配重连接绳、分别连接于平衡配重连接绳两端的两组平衡配重块固定杆、固定于平衡配重支架两侧的两平衡配重滑杆，所述平衡配重连接绳中部置于所述臀部支撑装置底面上，所述平衡配重块套在两组所述平衡配重块固定杆上，两组所述平衡配重块固定杆均可在所对应的平衡配重滑杆上上下滑动，两所述平衡配重滑杆上均设置有平衡配重限位块。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：由于本发明模拟失重抗阻力锻炼平台包括阻力源、主支架、背部支撑、臀部支撑及踏板，阻力源末端设置阻力输出端，背部支撑及臀部支撑均可在导轨上滑动，因此通过阻力输出端与背部支撑、臀部支撑的配合可模拟失重状态下的多种锻炼动作，并且结构简单、操作方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明模拟失重抗阻力锻炼平台的立体结构示意图；
图2为本发明模拟失重抗阻力锻炼平台中配重块式阻力源的结构示意图；
图3为本发明模拟失重抗阻力锻炼平台中阻力施加装置末端的结构示意图；
图4为本发明模拟失重抗阻力锻炼平台中脚踏板的安装结构示意图；
图5为本发明模拟失重抗阻力锻炼平台中脚踏板的背面结构示意图；
图6为本发明模拟失重抗阻力锻炼平台中背部支撑的结构示意图；
图7为本发明模拟失重抗阻力锻炼平台中平衡配重装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1、2所示，本发明一种模拟失重抗阻力锻炼平台，包括阻力源、主支架11、背部支撑12、臀部支撑13及踏板14，阻力源末端设置阻力输出端，主支架11上设置有一组导轨111，导轨111位于水平面内，背部支撑12及臀部支撑13均可在导轨111上滑动，背部支撑12及臀部支撑13与主支架11之间均设置有锁紧装置，踏板14位于臀部支撑13下方，并且踏板14所在平面与臀部支撑13所在平面相垂直，阻力源可采用配重块式阻力源、弹性带式阻力源或飞轮式阻力源。
如图1、2所示，配重块式阻力源包括垂直设置的阻力源支架20及两组阻力施加装置，两组阻力施加装置分别设置于阻力源支架20两侧，脚踏板14安装于阻力源支架20上，两组阻力施加装置结构相同，其中一组阻力施加装置包括钢丝绳21、重块连接杆22、重块调节插销23、若干个重块24及定滑轮，定滑轮固定于阻力源支架20上，钢丝绳21绕在定滑轮上，各重块24上均开有插销孔241，重块连接杆22固定于钢丝绳21末端，重块连接杆22上沿长度方向依次开有若干个插销孔，若干个重块24均套在重块连接杆22上，并且各重块从上到下依次叠放，重块调节插销23可插在任意一个重块24的插销孔与重块连接杆22上的一个插销孔之间将任意一个重块与重块连接杆22相连，调整重块调节插销23的位置，即可调节输出阻力，每件重块24重量约7.3kg。
如图2所示，阻力源支架20上还固定有两滑杆26，两滑杆26均垂直设置，并且两滑杆26分别位于钢丝绳21两侧，两滑杆26底部均设置有径向凸台261，各重块24均套在两滑杆26上，并且最底部的重块由径向凸台261限位。
如图2所示，重块连接杆22及两滑杆26上还套有导向重块组件25，导向重块组件25上开有插销孔251，导向重块组件25上用于放置小配重27，小配重27上开有与滑杆26相匹配的缺口271，小配重27可通过缺口271套在滑杆26上，调整套在导向重块组件25上的小配重27的个数，可调整输出阻力，每增加一件小配重，输出阻力增加2kg。
如图3所示，两组阻力施加装置的钢丝绳21靠近末端处连接于高度调节板31上，阻力源支架20上固定有高度调节滑轨32，高度调节板31可在高度调节滑轨32上上下滑动，并且高度调节板31与高度调节滑轨32之间设置有顶紧螺钉及调节旋钮，需要调整钢丝绳21末端的高度时，将顶紧螺钉及调节旋钮旋松，使高度调节板31在高度调节滑轨32上滑动至预定高度，然后将顶紧螺钉及调节旋钮锁紧。
如图3所示，阻力输出端为固定于两组阻力施加装置的钢丝绳21末端的挂钩，挂钩与背部滑动组件12之间可通过连接绳连接，阻力输出端还可采用固定于两组阻力施加装置的钢丝绳21末端的拉把41或固定于两组阻力施加装置的钢丝绳21末端的推杆42。
如图4、5所示，脚踏板14表面通过螺栓及蝶形螺母可拆卸连接有脚踏管141，脚踏板14中部两侧均开有螺栓孔，脚踏管主要在进行提踵锻炼时使用，在进行其它动作锻炼时，脚踏管141处于脚踏板下部，如图4所示，提踵锻炼时，将脚踏管141背面的蝶形螺母松开，脚踏管上移至脚踏板14中部位置，然后再用螺形螺母固定好脚踏管141，提踵锻炼结束后，将脚踏管141放回原位。
如图6所示，背部支撑12包括背部支撑活动板121及背部支撑固定板122，背部支撑活动板121可相对背部支撑固定板122转动，背部支撑活动板121底面焊接固定有调节板123，调节板123上开有若干个调节孔，背部支撑固定板122上靠近背部支撑活动板121的调节板123的位置处开有插销孔，转动背部支撑活动板121调整其角度，到达预定角度后，将带有手柄的插销插入调节板123上的调节孔与背部支撑固定板122上的插销孔之间，使背部支撑活动板121与背部支撑固定板122相互固定，需要调整背部支撑活动板121的角度时，抽出插销即可。背部支撑12与主支架11之间的锁紧装置为设置于背部支撑固定板122两侧边与主支架11之间的连接销，臀部支撑13与主支架11之间的锁紧装置为臀部支撑13两侧边与主支架11之间的连接销。
如图7所示，在臀部支撑装置13下方设置有平衡配重装置，平衡配重装置包括平衡配重支架55、平衡配重连接绳、连接于平衡配重连接绳两端的平衡配重块固定杆51、固定于平衡配重支架55两侧的两组平衡配重滑杆53，平衡配重连接绳中部置于臀部支撑装置13底面上，平衡配重块52可套在平衡配重块固定杆51上，平衡配重块固定杆51可在平衡配重滑杆53上上下滑动，两平衡配重滑杆53上均设置有平衡配重限位块54，两平衡配重限位块54的位置均可调整，由于锻炼者体重的差异，所以每个锻炼者需要的平衡配重量也存在差异，调整平衡配重块52的数量即可调整平衡配重；同样，由于锻炼者身高的差异，锻炼者的运动行程也有所差异，为了保证锻炼者运动时不致超出人体正常的生理弯曲，设置了限制平衡配重块行程的平衡配重限位块54，锻炼时，臀部支撑装置13下压，使平衡配重连接绳带动平衡配重块52在平衡配重滑杆53上向上滑动。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台还包括信息采集装置，信息采集装置包括关节角度传感器、位移传感器及拉力传感器，上述各传感器均与主机有线连接，
其中的关节角度传感器能够测量单侧髋关节、膝关节和踝关节的角度变化，关节角度传感不固定安装，使用时通过弹性绷带束缚在相应部位；位移传感器用于检测负荷移动的距离，采用固定安装方式，安放在锻炼设备上；拉力传感器用于检测人体锻炼过程中的受力，采用固定安装方式，安放在锻炼设备上，主机通过上述各传感器采集抗阻力锻炼过程中的时间负荷等信息，同时也能实现表面肌电专项测试信息的采集，主机配备双显示屏，分别供受试者及工作人员查看，并且主机采集的数据可存储、打印、输出。
本发明模拟失重抗阻力锻炼平台可用于多种锻炼，下面以配重块式阻力源为例逐一说明：
(1)深蹲动作的实现：
将钢丝绳末端的挂钩与背部滑动组件12之间通过连接绳连接，然后锻炼者躺在背部支撑12、臀部支撑13上，双脚踏于踏板14上，根据锻炼要求选择负荷，将背部支撑12的各锁紧功能解除，使其处于自由状态，双脚用力，下肢伸展，上身向后运动，带动配重块24向上移动，当运动至最大位置时，在配重块作用下锻炼者身体反向运动，至起始位置，重复上述步骤即可进行连续运动。
(2)提踵动作的实现
将钢丝绳末端的挂钩与背部滑动组件12之间通过连接绳连接，然后锻炼者躺在背部支撑12、臀部支撑13上，做好锻炼前的准备工作，然后锻炼者脚掌踏在脚踏管141上，腿伸直，前脚掌用力使上身向后运动，带动配重块24向上移动，当运动至最大位置时，在配重块24作用下锻炼者开始反向运动，至起始位置，重复上述步骤可进行连续运动。
(3)硬拉动作的实现：
按深蹲动作做好锻炼前的准备工作，然后双腿略屈并保持不动，双臂伸直，身体尽量前倾，双手紧握拉把41，双臂用力使上身向后拉动配重块向上运动，当运动至最大位置时，在配重块作用下锻炼者开始反向运动，至起始位置，重复上述步骤可进行连续运动。
(4)俯身划船动作的实现
按深蹲动作做好锻炼前的准备工作，双腿略屈并保持不动，双手紧握拉把41，双臂用力水平弯曲向后拉动配重块向上运动，当运动至最大位置时，在配重块作用下锻炼者开始反向运动，至起始位置，重复上述步骤可进行连续运动。
(5)杠铃弯举动作的实现
按深蹲动作做好锻炼前的准备工作，双腿略屈并保持不动，双手紧握拉把41，双臂用力纵向弯曲向后拉动配重块向上运动，当运动至最大位置时，在配重块作用下锻炼者开始反向运动，至起始位置，重复上述步骤可进行连续运动。
(6)立位推举动作的实现
按深蹲动作做好锻炼前的准备工作，双手紧握推杆42，双臂用力向前推动推杆42，拉动配重块向上运动，当运动至最大位置时，在配重块作用下锻炼者开始反向运动，至起始位置，重复上述步骤可进行连续运动。
(7)耸肩动作的实现：
按深蹲动作做好锻炼前的准备工作，双腿不动，双手紧握推杆42，双臂伸直肩部用力向后拉动推杆42，当运动至最大位置时，在配重块作用下锻炼者开始反向运动，至起始位置，重复上述步骤可进行连续运动。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：包括阻力源、主支架(11)、背部支撑(12)、臀部支撑(13)、踏板(14)，所述阻力源末端设置阻力输出端，所述主支架(11)上设置有一组导轨(111)，所述导轨(111)位于水平面内，所述背部支撑(12)及臀部支撑(13)均可在所述导轨(111)上滑动，所述背部支撑(12)及臀部支撑(13)与所述主支架(11)之间均设置有锁紧装置，所述踏板(14)位于所述臀部支撑(13)下方。
2.根据权利要求1所述的模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：所述阻力源包括阻力源支架(20)及两组阻力施加装置，所述两组阻力施加装置分别设置于所述阻力源支架(20)两侧，所述两组阻力施加装置结构相同，其中一组阻力施加装置包括钢丝绳(21)、重块连接杆(22)、重块调节插销(23)、若干个重块(24)及定滑轮，所述定滑轮固定于阻力源支架(20)上，所述钢丝绳(21)绕在所述定滑轮上，各所述重块(24)上均开有插销孔(241)，所述重块连接杆(22)固定于所述钢丝绳(21)末端，所述重块连接杆(22)上沿长度方向依次开有若干个插销孔，所述若干个重块(24)均套在所述重块连接杆(22)上，并且各所述重块从上到下依次叠放，所述重块调节插销(23)插在一个所述重块(24)的插销孔及所述重块连接杆(22)上的一个插销孔之间将一个所述重块与重块连接杆相连。
3.根据权利要求2所述的模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：所述阻力源支架(20)上固定有两滑杆(26)，所述两滑杆(26)均垂直设置，并且所述两滑杆(26)分别位于所述钢丝绳(21)两侧，所述两滑杆(26)底部均设置有径向凸台(261)，各所述重块(24)均套在所述两滑杆(26)上。
4.根据权利要求3所述的模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：所述重块连接杆(22)及两滑杆(26)上还套有导向重块组件(25)，所述导向重块组件(25)上开有插销孔(251)，导向重块组件(25)上用于放置小配重(27)。
5.根据权利要求4所述的模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：所述小配重(27)套在两所述滑杆(26)上，并且所述小配重(27)上开有与所述滑杆(26)相匹配的缺口(271)，所述脚踏板(14)安装于所述阻力源支架(20)上。
6.根据权利要求2所述的模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：所述阻力输出端为固定于两组所述阻力施加装置的钢丝绳(21)末端的挂钩或所述阻力输出端为固定于两组所述阻力施加装置的钢丝绳(21)末端的拉把或所述阻力输出端为固定于两组所述阻力施加装置的钢丝绳(21)末端的推杆。
7.根据权利要求6所述的模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：所述阻力施加装置的钢丝绳(21)末端连接于高度调节板(31)上，所述阻力源支架(20)上固定有高度调节滑轨(32)，所述高度调节板(31)可在所述高度调节滑轨(32)上上下滑动，并且所述高度调节板(31)与高度调节滑轨(32)之间设置有顶紧螺钉。
8.根据权利要求2所述的模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：所述脚踏板(14)表面可拆卸连接有脚踏管(141)，所述脚踏板(14)中部两侧均开有连接孔。
9.根据权利要求1所述的模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：所述背部支撑(12)包括背部支撑活动板(121)及背部支撑固定板(122)，背部支撑活动板(121)可相对所述背部支撑固定板(122)转动，所述背部支撑活动板(121)底面焊接固定有调节板(123)，所述调节板(123)上开有若干个调节孔，所述背部支撑固定板(122)上靠近所述调节板(123)的位置处开有插销孔。
10.根据权利要求1所述的模拟失重抗阻力锻炼平台，其特征在于：所述臀部支撑装置(13)下方设置有平衡配重装置，所述平衡配重装置包括平衡配重支架(55)、平衡配重连接绳、分别连接于平衡配重连接绳两端的两组平衡配重块固定杆(51)、固定于平衡配重支架(55)两侧的两平衡配重滑杆(53)，所述平衡配重连接绳中部置于所述臀部支撑装置(13)底面上，所述平衡配重块(52)套在两组所述平衡配重块固定杆(51)上，两组所述平衡配重块固定杆(51)均可在所对应的平衡配重滑杆(53)上上下滑动，两所述平衡配重滑杆(53)上均设置有平衡配重限位块(54)。
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